山区雨水势能回收与净化回用综合系统与雨水回收净化方法技术方案

本发明专利技术公开了一种山区雨水势能回收与净化回用综合系统与雨水回收净化方法，该系统由引水除砂子系统、雨水储存子系统、雨水处理单元和雨水发电单元有机组成；引水除砂子系统由引水渠和沉砂池构成，雨水储存子系统由雨水蓄水池Ⅰ和雨水蓄水池Ⅱ构成，雨水处理单元由絮凝沉淀装置、臭氧水处理组件、超滤膜组件、杂用水水箱、饮用水水箱、静态混合器、连接管道、溢流管、阀门、水泵构成，雨水发电单元由水力发电机、输电线路、储电输电装置构成；该系统具有减少山区小区域水土流失、山区小区域调蓄防洪、维护周边环境、山区雨水势能回收发电、为山区居民供水、并实现分质供水的功能。本发明专利技术雨水回收净化方法实现了对雨水进行分质供水的功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于资源开发与可再生资源与能源利用领域，特别涉及一种山区雨水势能回收与净化回用综合系统及雨水回收净化方法。
技术介绍
水是宝贵的淡水资源，随着世界范围内水资源的日益紧缺，开发利用雨水资源己成为许多国家和地区解决水危机的新途径。我国具有丰富的雨水资源，多年平均降水总量为6.2万亿，可利用的雨水资源量巨大。但从总体来看，我国雨水资源利用率偏低，目前对天然降雨的利用率只有10％。与其他利用率较高的国家相比，我国雨水资源利用的潜力巨大，发展的前景十分广阔。在当前时代背景下，进一步挖掘雨水资源利用潜力，提高雨水收集利用效率，研发雨水处理适用技术具有重要意义。山区地形起伏大，沟壑纵横，土壤蓄水能力普遍较差，降雨时空分布不均。山区局部地区往往存在供水困难，饮水保障需要加强的情况。将山区雨水净化回用并利用雨水的势能进行发电，对生态环境的改善意义重大，同时可改善山区供水困难的情况，将带来巨大的社会和经济效益。具体来讲，一是，低成本、高收益；山区雨水污染少、水质好，稍加处理即可利用，是廉价的资源。二是可以减轻水土流失。三是可减轻河湖的防洪压力，防止洪涝灾害发生。四是山区雨水蕴藏着大量能量。山区雨能资源作为一种可再生能源，由于其与天俱来的势能以及其洁净、无害的特点，成为微小水力发电的重要补充。因此，急需开发一种山区雨水势能回收与净化回用综合系统，将雨水净化回用与水力发电相结合。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种山区雨水势能回收与净化回用综合系统。该综合系统应具备山区小区域调蓄防洪的功能、山区雨水势能回收的功能、为山区居民供水并实现分质供水的功能。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种山区雨水势能回收与净化回用综合系统，该系统由引水除砂子系统、雨水储存子系统、雨水处理单元和雨水发电单元四个彼此独立而又联系在一起的子系统组成；引水除砂子系统由引水渠和沉砂池构成，雨水储存子系统由雨水蓄水池Ⅰ和雨水蓄水池Ⅱ构成，雨水处理单元由絮凝沉淀装置、臭氧水处理组件、超滤膜组件、杂用水水箱、饮用水水箱、静态混合器、多个连接管道(管道Ⅵ、管道Ⅶ、管道ⅤⅢ、管道Ⅸ)、多个溢流管(溢流管Ⅲ、溢流管Ⅳ)、多个阀门(阀门Ⅲ、阀门Ⅳ、阀门Ⅴ、阀门Ⅵ)、水泵构成，雨水发电单元由水力发电机、输电线路、储电输电装置构成；引水渠为长方体立式倾斜混凝土结构，引水渠左侧上端引水承接上方汇集的雨水、引水渠右侧下方连接沉砂池，沉砂池右侧中上部壁面无缝连通连接管道Ⅰ的左端，管道Ⅰ的右侧连通连接雨水蓄水池Ⅰ的左端，雨水蓄水池Ⅰ右侧的中下部通过管道Ⅱ与雨水处理单元相接、雨水蓄水池Ⅰ右侧的中部通过管道Ⅲ与雨水发电单元和雨水蓄水池Ⅱ相连接；引水渠、沉砂池、雨水蓄水池Ⅰ、雨水处理单元、雨水发电单元、雨水蓄水池Ⅱ池底在本专利技术的系统中从左至右布置、且其高程由高到低；引水渠右侧接近末端设有进水闸；沉砂池内设有格栅和滤网，格栅设置于沉砂池的前端、而滤网设置于沉砂池右侧中上部管道Ⅰ的进水口处；雨水蓄水池Ⅰ由池体Ⅰ、顶板Ⅰ、多个连接管道(管道Ⅰ、管道Ⅱ、管道Ⅲ)、多个电磁阀(电磁阀Ⅰ、电磁阀Ⅱ)、阀门Ⅰ、溢流管Ⅰ、多个排气管(排气管Ⅰ、排气管Ⅱ、排气管Ⅲ、排气管Ⅳ)、多个检查口(检查口Ⅰ、检查口Ⅱ)、超声波水位计Ⅰ、PLC自动控制装置、集泥沟Ⅰ、排泥管Ⅰ构成，雨水蓄水池Ⅱ由池体Ⅱ、顶板Ⅱ、多个管道(管道Ⅳ、管道Ⅴ)、阀门Ⅱ、溢流管Ⅱ、多个排气管(排气管Ⅴ、排气管Ⅵ)、超声波水位计Ⅱ、检查口Ⅲ、集泥沟Ⅱ、排泥管Ⅱ构成，雨水处理单元由絮凝沉淀装置、臭氧水处理组件、超滤膜组件、杂用水水箱、饮用水水箱、静态混合器、多个连接管道(管道Ⅵ、管道Ⅶ、管道ⅤⅢ、管道Ⅸ)、多个溢流管(溢流管Ⅲ、溢流管Ⅳ)、多个阀门(阀门Ⅲ、阀门Ⅳ、阀门Ⅴ、阀门Ⅵ)、水泵构成，雨水发电单元由水力发电机、输电线路、储电输电装置构成。本专利技术还提供了一种雨水回收净化方法，其包括以下步骤：雨水通过管道Ⅱ进入静态混合器中与絮凝剂充分混合，之后进入絮凝沉淀装置完成一级处理；雨水经一级处理后通过管道Ⅵ进入臭氧水处理组件完成二级处理；雨水经二级处理后通过管道Ⅶ进入杂用水水箱，其中一部分水直接作为生活杂用水供给用户，另一部分水经水泵加压后进入超滤膜组件进行深度处理；滤后水通过管道Ⅸ进入饮用水水箱。具体地，汇集后的雨水由引水渠输送至沉砂池，通过沉砂池中格栅、滤网的过滤后，雨水在沉砂池中进行初步的沉淀，随后雨水通过管道Ⅰ流入雨水蓄水池Ⅰ中，雨水蓄水池Ⅰ能够调节雨水水量，并且使雨水得到进一步的沉淀，池底沉积的杂质通过重力流入集泥沟Ⅰ中，由排泥管Ⅰ排出池外；雨水蓄水池Ⅰ中的雨水通过管道Ⅱ流入雨水处理单元，在设置于管道Ⅱ上的静态混合器中与絮凝剂充分混合，然后进入絮凝沉淀装置中进行絮凝沉淀，沉淀净化后的雨水通过管道Ⅵ流入到臭氧水处理组件中进行杀菌消毒，处理后的雨水通过管道Ⅶ流入杂用水水箱，其中一部分水直接作为生活杂用水供给用户，另一部分水经水泵加压进入超滤膜组件中进行深度处理，深度处理后的水通过管道Ⅸ输送至饮用水水箱中作为山区居民饮用水；雨水蓄水池Ⅰ中的雨水量大时则通过管道Ⅲ流入雨水发电单元，通过导水部件利用雨水势能推动叶轮转动来驱动发水力发电机进行发电，输电线路则将电输送给用户，发电后的雨水最终进入雨水蓄水池Ⅱ为下游提供水源。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供了一种山区雨水势能回收与净化回用综合系统及雨水回收净化方法。该系统有四种功能：其一具有减少山区小区域水土流失、维护周边环境的功能，本专利技术综合系统的修建可以承接周边雨水，雨季可显著减少本专利技术综合系统周边的山区小区域水土流失、维护周边环境；其二具有山区小区域调蓄防洪的功能，本专利技术综合系统的沉砂池、雨水蓄水池、雨水处理单元、雨水发电单元等构筑物均可承接储纳大量水分，且通过管道将雨水蓄水池串联、提高了蓄水池的供水保证率与使用率，PLC自动控制系统通过控制电磁阀的开闭来控制下游雨水蓄水池的水位，本专利技术综合系统可针对山区小区域雨量、水量的具体情况起到山区小区域的调蓄防洪等作用；其三具有山区雨水势能回收发电的功能，是将山区上下游雨水蓄水池通过管道串联，在下游雨水蓄水池进水端设置雨水发电单元，上下游雨水蓄水池水位之间存在水头差，雨水势能转化为动能、驱动雨水发电单元中的水力发电机叶轮转动进行发电，然后通过储电输电装置完成对电能的储存与输送，从而实现对山区雨水势能的回收；通过本专利技术的雨水回收净本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种山区雨水势能回收与净化回用综合系统，其特征是由引水除砂子系统、雨水储存子系统、雨水处理单元(6)和雨水发电单元(4)四个彼此独立而又联系在一起的子系统组成；引水除砂子系统由引水渠(1)和沉砂池(2)构成，雨水储存子系统由雨水蓄水池Ⅰ(3)和雨水蓄水池Ⅱ(5)构成，雨水处理单元(6)由絮凝沉淀装置(42)、臭氧水处理组件(45)、超滤膜组件(53)、杂用水水箱(48)、饮用水水箱(56)、静态混合器(41)、管道Ⅵ(44)、管道Ⅶ(47)、管道ⅤⅢ(51)、管道Ⅸ(55)、溢流管Ⅲ(49)、溢流管Ⅳ(57)、阀门Ⅲ(43)、阀门Ⅳ(46)、阀门Ⅴ(50)、阀门Ⅵ(54)、水泵(52)构成，雨水发电单元(4)由水力发电机(31)、输电线路(61)、储电输电装置(33)构成。

【技术特征摘要】
1.一种山区雨水势能回收与净化回用综合系统，其特征是由引水除砂子系统、
雨水储存子系统、雨水处理单元(6)和雨水发电单元(4)四个彼此独立而又
联系在一起的子系统组成；引水除砂子系统由引水渠(1)和沉砂池(2)构成，
雨水储存子系统由雨水蓄水池Ⅰ(3)和雨水蓄水池Ⅱ(5)构成，雨水处理单
元(6)由絮凝沉淀装置(42)、臭氧水处理组件(45)、超滤膜组件(53)、杂
用水水箱(48)、饮用水水箱(56)、静态混合器(41)、管道Ⅵ(44)、管道Ⅶ
(47)、管道ⅤⅢ(51)、管道Ⅸ(55)、溢流管Ⅲ(49)、溢流管Ⅳ(57)、阀门
Ⅲ(43)、阀门Ⅳ(46)、阀门Ⅴ(50)、阀门Ⅵ(54)、水泵(52)构成，雨水
发电单元(4)由水力发电机(31)、输电线路(61)、储电输电装置(33)构成。
2.根据权利要求1所述的一种山区雨水势能回收与净化回用综合系统，其特征
是引水渠(1)左侧上端引水承接上方汇集的雨水、引水渠(1)右侧下方连接
沉砂池(2)，沉砂池(2)右侧中上部壁面无缝连通连接管道Ⅰ(10)的左端，
管道Ⅰ(10)的右侧连通连接雨水蓄水池Ⅰ(3)的左端，雨水蓄水池Ⅰ(3)
右侧的中下部通过管道Ⅱ(16)与雨水处理单元(6)相接、雨水蓄水池Ⅰ(3)
右侧的中部通过管道Ⅲ(18)与雨水发电单元(4)和雨水蓄水池Ⅱ(5)相连
接；引水渠(1)、沉砂池(2)、雨水蓄水池Ⅰ(3)、雨水处理单元(6)、雨水
发电单元(4)、雨水蓄水池Ⅱ(5)池底在本发明的系统中从左至右布置、且其
高程由高到低。
3.根据权利要求1或2所述的一种山区雨水势能回收与净化回用综合系统，其
特征是引水渠(1)右侧接近末端设有进水闸(7)；沉砂池(2)内设有格栅(8)
和滤网(9)，格栅(8)设置于沉砂池(2)的前端而滤网(9)设置于沉砂池(2)
右侧中上部管...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨延梅，周炼，涂婷，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50